ベアリング寿命の計算例

玉軸受ところ軸受の計算例から、荷重と回転速度による変化を確認する。

同じ条件で形式を比較

C＝30 kN、P＝3 kN、n＝1,000 min⁻¹ とした計算例。メーカー資料に掲載された品番の選定例ではなく、資料の式に数値を代入した例。荷重比 C/P は 10 となる。

荷重比が同じでも、寿命指数の違いで結果が変わる。ただし、この比較だけで異なる形式の実物の優劣は決められない。実際の C、許容回転速度、取付寸法、荷重方向なども形式や品番で異なる。

荷重が半分になった場合

P だけを 1.5 kN に下げると、玉軸受の寿命時間は 133,333.333 h。元の 8 倍となる。ころ軸受では 361,922.349 h、約 10.079 倍となる。

NSK の説明では、荷重半減で玉軸受の寿命は8倍、ころ軸受は10倍と示される。ころ軸受の10倍は概数で、式の指数10/3から求めた値は約10.079倍。同じ軸受の C を固定し、回転速度などを変えない比較である。

回転速度が2倍になった場合

玉軸受で荷重条件を保ち、n を 2,000 min⁻¹ にすると、寿命時間は 8,333.333 h となる。総回転数の L10 は変わらず、時間だけが半分になる。

これは式の上での関係であり、高速化に伴う温度上昇や潤滑状態の変化まで同じと仮定した結果。運転条件の変更時には、許容回転速度や潤滑方法を改めて確認する。

出典

• NTN 転がり軸受総合カタログ 2203「3. 定格荷重と寿命」A-17〜A-19
• 日本精工 NSK ベアリングのABC「4. 基本動定格荷重と疲れ寿命」

計算例はNTN A-17の式への代入。荷重半減の倍率はNSK「荷重の大きさと寿命」に掲載。